[发明专利]一种柔性气凝胶块体及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性气凝胶块体，其特征在于，所述柔性气凝胶块体由网状纤维素纳米纤维骨架和溶胶复合而成，其中，所述纤维素纳米纤维骨架的重量百分比为2%～40%。

2.根据权利要求1的柔性气凝胶块体，其中所述柔性气凝胶块体的孔隙率为80～99.5%，密度为0.015～0.680g/cm³，BET比表面积为200～1200m²/g，导热系数为0.18～0.04W m^-1k^-1，弹性模量为0.4～25MPa。

3.一种用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）提供网状纤维素纳米纤维骨架；

b）提供溶胶；

c）将所述网状纤维素纳米纤维骨架与所述溶胶反应得到复合物；和

d）将所述复合物进行干燥，得到柔性气凝胶块体产物；

其中所述纤维素纳米纤维骨架的重量百分比为2%～40%。

4.根据权利要求3所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，所述步骤a）中所述网状纤维素纳米纤维骨架用纤维素水凝胶制备，所述步骤a）包括：

a-1）将所述纤维素水凝胶置于碱水溶液中，于80～100℃下反应4～24h；

a-2）将反应4～24h后的纤维素水凝胶置于去离子水中，于60～100℃下反应2～36h；

a-3）将反应2～36h后的纤维素水凝胶置于预热至50～100℃的叔丁醇或叔丁醇的水溶液中进行溶剂置换反应，反应2～20h后，将反应后的纤维素水凝胶冷冻干燥，得到所述网状纤维素纳米纤维骨架。

5.根据权利要求3所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，所述溶胶为二氧化硅溶胶、金属氧化物溶胶或有机物溶胶。

6.根据权利要求5所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，所述溶胶为二氧化硅溶胶，所述步骤b）包括：将二氧化硅溶胶前驱体、醇和水混合均匀后加入酸性催化剂并搅拌，待前驱体水解结束后，再加入碱性催化剂并搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶。

7.根据权利要求5所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，所述溶胶为有机物溶胶，所述步骤b)包括：将有机物溶胶前驱体在水中混合均匀后加入碱性催化剂并搅拌，得到所述有机物溶胶。

8.根据权利要求5所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，所述溶胶为金属氧化物溶胶，所述步骤b）包括：将金属氧化物溶胶前驱体与醇、水混合均匀后加入酸性催化剂并搅拌，得到所述金属氧化物溶胶。

9.根据权利要求3所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，所述步骤c）具体包括：

c-1）将所述纤维素纳米纤维骨架浸入所述溶胶中，待所述纤维素纳米纤维骨架经收缩、又溶胀回原体积后将其取出；

c-2）将取出后的纤维素纳米纤维骨架置于醇气氛中凝胶并老化，得到纤维素纳米纤维骨架和溶胶的复合物。

10.根据权利要求3所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，所述干燥采用冷冻干燥、超临界干燥或常温常压干燥。

11.根据权利要求3所述的用于制备柔性气凝胶块体的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

e）将所述柔性气凝胶块体在惰性气体氛围中进行炭化，得到炭化的柔性气凝胶块体产物。